KR100419552B1 - 전기 이온수 발생에 의한 혈액 투석 필터 세척기 및 그세척방법 - Google Patents

전기 이온수 발생에 의한 혈액 투석 필터 세척기 및 그세척방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 혈액 투석 필터 세척기 및 그 세척방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 현재 혈액투석시 일회용으로만 사용하던 혈액 필터를 재사용할 수 있도록 하기 위한 필터 세척기 및 그와 관련된 세척 방법에 관한 것이다.
환자 중에는 자신의 신장에서 피를 여과시킬 수 있는 기능이 없어서 인공 투석기를 사용하고 있는 환자들이 있다.
이때 사용되는 인공 투석기에는 혈액에서 독성 물질을 제거하고 여과된 피를 다시 환자에게 공급하기 위하여 혈액 투석 필터를 장착하여 사용하게 되는데 필터의 사용 가능한 시간에 비해 한번 투석에 보통 3~4시간만을 하고 이를 폐기시키고 있다. 이는 필터를 세척할 수 있는 세척기가 제공되지 않아 1회용으로만 필터를 사용하고 있기 때문이다.
본 발명은 혈액 투석용 필터를 세척 및 소독 그리고 필터의 파손 여부를 확인할 수 있는 검사를 시행하여 필터를 재사용할 수 있는지 여부까지 알려주는 세척기를 제공함에 있어 지금까지 알려진 세척액과 소독 액을 따로 공급하는 방식 외에도 선택에 따라 물을 전기분해 하여 알카리수와 산성수와 같은 전기 이온수를 사용하여 각각 세척액과 소독 액을 대신함으로서 물만을 사용하여도 충분히 세척과 소독을 할 수 있는 기기를 제공한다.

Description

전기 이온수 발생에 의한 혈액 투석 필터 세척기 및 그 세척 방법{Dialyser Reuse Machine equipped with the Electrolyed-Solution production device and its reprocessing method}
본 발명은 혈액 투석 필터 세척기 및 세척방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현재 혈액 투석시 일회용으로만 사용하던 혈액 투석 필터를 재사용할 수 있도록 하기 위한 필터 세척 및 그와 관련된 새로운 세척 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 알칼리성 용액의 세척 성질과 산성 용액의 소독 성질을 물의 전기 분해를 통해 생성된 강한 알칼리수(PH>11)와 강한 산성수(PH2.0-2.5)로 대신함으로써 구태여 세척액과 소독액을 따로 구비하지 않더라도 물을 전기 이온화시키는 장치에 의해 간단하게 세척액과 소독액을 만들어 제공하는 새로운 세척 방법에 관한 것이다.
환자 중에는 자신의 신장에서 피를 여과시킬 수 있는 기능이 없어서 인공 투석기를 사용하여 자신의 혈액에서 독성을 제거한 여과된 피를 공급받고 있는 사람들이 있다.
이때 투석기에 장착하여 사용하고 있는 필터는 구조상 혈액이 이송되는 혈액로와 투석액이 이송되는 투석로로 이루어진 이중 구조물로 되어 있다. 이 필터는 사용 가능한 시간이 250시간 이상으로 되어 있으나 현재에는 필터를 세척할 수 있는 세척기가 제공되지 않는 관계로 70내지 100회를 사용할 수 있음에도 불구하고 1회용으로 3~4시간만 사용하고 필터를 폐기하고 있다.
현재 의료용으로 사용하고 있는 투석용 필터는 사용시간에 비해 가격이 고가이면서도 혈액 투석을 할 때마다 필터를 새로운 것으로 교체하여야 하기 때문에 비싸고 기능이 좋은 필터를 사용하지 못하고 가능한 기능이 낮은 필터를 사용하게 됨으로써 양질의 투석을 할 수 없고 비용은 비용대로 부담하여 병으로 고통 받는 환자들의 경제적 부담을 가중시키게 되는 폐단을 가져오는 결함이 있어 왔었다.
또한 항상 새로운 필터를 사용하기 때문에 혈액이 외부의 이물질과 처음 접하면서 발생하는 보체 활성화 반응과 같은 부작용이 혈액 투석을 할 때마다 발생되어 환자가 이러한 부작용에 적응하기 위한 고통을 감수해야 되는 폐단이 있는 것이다.
본 발명은 종래 혈액 투석 필터 세척기가 없어서 세척할 수 없었던 필터를 세척하여 재사용할 수 있는 세척기를 제공하면서 그와 관련 간편한 세척 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 역삼투수 공급관과 세척액 공급관 그리고 소독액 공급관으로 역삼투수나 세척액 및 소독액을 공급하도록 구성되고 각 공급 라인은 전자 밸브가 설치되어 전자 밸브에 의해 세척수나 세척액 그리고 소독액의 이송로를 변환하도록 구성되어 있다. 여기에 중성의 물을 전기 분해하여 알칼리수와 산성수로 이온화시켜 알칼리수의 세척 성질을 이용하여 세척액 대신 알칼리수로 공급할 수도 있고, 산성수의 소독 성질을 이용하여 소독액 대신 산성수로 공급할 수도 있는 전기 이온수 발생 장치가 연결되어 있다. 전기 이온수 발생 장치에는 전기 이온수 공급 밸브가 전기 이온수 발생 챔버의 전후에 연결되어 있다.
또한 본 발명에는 진공챔버와 센서가 내장된 압력게이지, 압력레귤레이터, 담긴 물의 용적을 자동 측정할 수 있는 실린더, 압력 펌프가 설치되어 있는데, 펌프에 의해서는 필터 회로와 이송로 내에 음압 또는 양압을 가하여 역삼투수나 세척액, 그리고 소독액을 흡입 또는 배출하고, 센서가 내장된 압력게이지와 압력레귤레이터로서는 이송로내의 압력을 조절하여 흡입과 배액을 원활하게 도와주거나 필터의 파손 여부를 확인할 수 있도록 되어 있으며, 진공 챔버는 세척수나 세척액 그리고 소독액을 흡입하여 임시 보관 및 드레인 하는데 사용되는 것이다.
또한 실린더는 투명으로 이루어져 현재 이송되는 세척수, 세척액, 소독액 등의 현재 상태를 식별 가능하도록 구성되어 있으며 그 안에는 물의 저항을 이용한 용적 측정용 센서가 부착되어 있어 작동시 실린더 안의 물의 용적을 디지털 수치로 표시해 준다.
특히 본 발명은 필터를 넣기 전에 세척기를 세척하는 준비 모드와 재사용 하고자 하는 필터를 장착하고, 이를 세척하고, 소독하는 작업모드, 마지막으로 필터를 세척기로부터 탈착시킨 후 세척기 자체를 세척, 소독하는 보관 모드로 구성되어져 있는 것이다. 이중에서 필터의 작업 모드는 필터를 역삼투수나 물로 씻고 다시 세척액(알칼리수)으로 씻는 세척 단계와 세척된 필터에 압력을 걸어 필터의 파손 여부를 확인하고, 그 용적을 표시해 주는 확인 단계, 그리고 재사용이 가능하다고 판단된 필터를 소독해 주는 소독 단계로 구성된다.
이와 같이 3단계로 나누어 세척, 필터의 파손 여부를 중복 확인, 그리고 소독하는 것은 인체에서 가장 중요한 혈액을 다루는 필터이기 때문에 재사용 하고자 하는 매 필터마다 세척하고자 할 때 세척 단계, 확인 단계, 그리고 소독 단계를 수행하여야 하며, 이때 확인 단계가 끝났을 때 재사용 할 수 없는 필터로 판정되면 이를 폐기시키고 소독 단계는 생략된다.
도 1은 본 발명중 필터가 삽입되기 전 세척기를 세척하는 준비모드로서,
a는 역삼투수(중성수) 투입시 투석로의 이송관을 세척하는 구성을 보인 설명도.
b는 역삼투수가 혈액로가 이송되는 이송관을 세척하는 구성을 보인 설명도.
c는 진공 챔버와 이송관에 잔류된 세척수를 배출하는 구성을 보인 설명도.
도 2는 본 발명중 재사용 하고자 하는 필터를 기계에 넣은 후 필터를 세척하고, 재사용 가능성을 검사하고, 소독하는 작업 모드를 보인 설명도로서.
a는 역삼투수(중성수)로 필타의 혈액로를 세척하는 구성을 보인 설명도.
b는 역삼투수로 필타의 투석로를 세척하는 구성을 보인 설명도.
c는 역삼투수로 혈액로를 역세척하는 구성을 보인 설명도.
d는 세척액(알카리수)로 투석로를 세척하는 구성을 보인 설명도.
e는 세척액으로 혈액로를 역세척하는 구성을 보인 설명도.
f는 필터의 파손 여부를 설명하기 위한 설명도.
g는 소독 액으로 투석로를 세척하는 구성을 보인 설명도.
h는 소독 액으로 혈액로를 역세척 하는 구성을 보인 설명도.
도3은 필터를 이탈시킨 후 기계를 보관하기 위한 보관모드로서
a는 역삼투수로 각 이송관을 세척하는 구성을 보인 설명도.
b는 소독액(산성수)으로 투석로를 세척하는 구성을 보인 설명도.
c는 소독 액으로 혈액로를 세척하는 구성을 보인 설명도.
도4는 전기분해장치에 의해 물이 알카리수와 산성수로 분리되고 이들을 전환밸브에 의해 선택 사용하는 구성을 보인 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 세척기 2: 역삼투수(중성수) 수공급관
3: 세척액(알칼리수) 공급관 4: 소독액(산성수) 공급관
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 : 이송관 20 : 공기배출관
21 : 드레인관 V1-V12 : 전자밸브
P : 압력펌프 100 : 진공 챔버
101 : 압력게이지 102 : 압력레규레이터
200 : 전기 분해 장치 201 : 전위원장치
202,203 : 양극챔버 204 : 이온교환막
이하 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명 세척기(1)는 역삼투수 회수장치(220)을 거치는 역삼투수(중성수) 공급관(2)과 세척액(알칼리수) 공급관(3), 그리고 소독액(산성수) 공급관(4)으로 역삼투수(중성수)나 세척액(알칼리수) 그리고 소독액(산성수)을 공급하도록 구성되고 각 공급관(2)(3)(4)은 이송관 (5)(5A)(6)(7)(8)(9)(10)(11)과 연결되고 상기 이송관들에는 서로 연결되는 부위에서 유체의 흐름을 원하는 방향으로 유도하도록 전자 밸브가 (V1)(V2)(V3)(V4)(V5)(V6)(V7) (V8)(V9)(V10)(V11)(V12)가 설치되어 있다. 세척액 공급관(3)에는 세척액 저장 탱크(214)와 알칼리수 저장 탱크(213)가 연결되고 소독액 공급관(4)에는 소독액 저장 탱크(212)와 산성수 저장 탱크(211)가 연결되어 전기 이온수 조절 밸브(V21)(V22)에 의해 선택 사용되도록 구성되어 있으며, 이들 탱크중 2개(211)(213)는 전기 분해 장치(200)에서 나온 알칼리수와 산성수가 일시 저장되는 곳이다. 전기 분해 장치(200)는 이온 교환막(204)에 의해 유입된 물이 양극 챔버(202)(203)로 이온화되어 분리되게 하기 위해 전위원 장치(201)가 설치되어 있고, 물공급 관(2)으로부터 물이 유입되기 전에 이를 선택,조절하기 위해 전기 이온수 조절 밸브(V20)가 설치되어 있다.
또한 이송관(5)에는 진공챔버(100), 응압과 양압을 발휘하는 펌프(P)와, 센서가 내장된 압력게이지(101), 압력레규레이터(102), 압력테스트호오스(H)가 각각 1개씩 설치되어 있고 이송관(10)에는 용적을 자동 측정할 수 있는 실린더(S)가 설치되어 있다.
선택된 모드 또는 단계에 따라 각 전자 밸브들의 개폐의 조합과 펌프의 작동 여부 및 방향이 시간별, 단계별로 다르게 이루어지도록 되어 있어 역삼투수(중성수)나 세척액(알칼리수) 그리고 소독액(산성수)이 각기 다른 이송로를 지나도록 선택할 수 있고 시간의 조정도 가능하게 구성되어 있다.
상기 이송관(10)에는 실린더(103)가 결합 구성되는 구조로 이루어져 있다. 도면중 미 설명 부호 20은 공기 배출관, 21은 세척액, 또는 소독액을 배출하기 위한 드레인관을 보인 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 필터를 넣기 전에 세척기를 세척하는 준비 모드와;
재사용하고자 하는 필터를 기계에 장착하고 필터를 세척, 소독하는 작업 모드와;
필터를 본 세척기로부터 탈착시킨 후 세척기 자체를 세척, 소독하는 보관 모드로 구성되어져 있다.
상기 준비 모드는 필터를 세척하기 전에 세척기(1)의 내부에 있는 소독액을 씻어 내기 위한 것으로, 이때에는 도1 a와 b에서 같이 역삼투수(중성수) 공급관(2)을 통해 역삼투수(역삼투수 회수장치를 통과하여 여과된 물)를 실선과 일점쇄선과 같이 공급하면 역삼투수(중성수)는 각 이송관을 통해 실린더(103)와 진공 챔버(100)에 채워지게 된다.
이때 진공 챔버(100)와 실린더(103)내에 존재하고 있던 소독수는 도1c와 같이 상측의 이송관(5)에 설치된 공기배출관(20)과 하부의 드레인관(21)을 통해 드레인 되면서 세척기 내의 이송관을 세척하게 된다.
이후 실린더(103)에 채워진 세척수와 챔버(100)내에 모아진 세척수를 전자밸브(V10)가 오픈 되면서 드레인관(21)을 통해 역삼투수(중성수)를 드레인 시키는 방법으로 세척하게 된다.
이와 같은 일련의 동작은 전자 밸브를 어떻게 동작 시키는가에 따라 이송관마다 나누어 세척하거나 일시에 세척할 수 있는 것이다.
이와 같은 준비 모드가 끝나면 본격적인 작업 모드로 들어가 재사용하고자 하는 필터의 세척, 확인, 소독의 3단계를 수행하게 되는데 이때에는 필터(F)의 혈액로 양단(F-1)(F-2)을 이송관(5)과 5(A)에 서로 고정하고, 필터(F)의 투석로 양단(F-3)(F-4)을 이송관(7)과 (9)에 연결하여 필터(F)의 혈액로와 투석로를 세척 및 소독하게 된다.
세척 상태를 도2의 a에 따라 설명하면, 먼저 전자 밸브(V1)만을 오픈한 상태에서 이송관(2)을 통해 역삼투수(중성수)를 공급하면, 역삼투수(중성수)는 화살표와 같이 이송관 (2)와 (5)를 따라 흘러 들어가 필터(F)의 혈액로의 일단(F-1)으로 흘러 들어가 타단(F-2)를 통과하면서 혈액로를 세척하게 된다.
혈액로를 지난 역삼투수(중성수)는 이송관(5A)와 이송관(6)을 따라 드레인관(21)으로 세척수가 배출되게 되는 것이다.
이후 도2의 b와 같이 전자밸브(V1)을 잠근 상태에서 전자밸브(V12)(V4)(V7)를 개방하게 되면 세척수는 화살표와 같이 이송관(6)과 (7)을 통해 필터(F)의 투석로의 일단(F-3)으로 유입된 후 타단(F-4)를 통과하면서 이송관(9)와 (8)(11)을 순차적으로 통과하면서 챔버(100)에 채워지게 되는 것이다.
이와 같은 상태에서 역삼투수(중성수)를 첨부된 도면 도 2의 c와 같은 이송 경로를 거치도록 하여 혈액로를 다시 역세척한 후 이송관에 잔류된 역삼투수(중성수)를 진공 챔버내로 모두 모아 드레인관(21)을 통해 드레인 시킨다.
이후 도2의 d, e와 같이 세척액(알칼리수)를 투입하여 이송관(3)을 통해 필터(F)의 투석로를 세척하게 된다.
이때 세척액(알칼리수)의 이송 경로는 필터를 끼운 상태에서의 역삼투수(중성수)의 이송 경로와 동일하게 여러번 반복하도록 할 수 있다. 세척액(알칼리수)으로 필터의 세척이 끝나면 다시 역삼투수(중성수)를 사용하여 세척액(알칼리수)을 씻어 낸다.
그 다음 펌프에서 필터의 혈액로 안으로 양압을 가하게 만드는데 압력 레귤레이터(102)를 통해 공기를 300mmHg의 압력 이상으로 필터의 혈액로 안에 적용시키면 혈액로 안의 세척액이 베출되면서 압력이 떨어지는 속도에 의해 필터의 막이 파손되어 있는지의 유무를 알 수 있게 된다.
즉 필터(F)의 혈액로에 압력 펌프(P)와 압력레귤레이터(102)에 의해 300mmHg의 압력을 적용시키면 압력이 본 시스템 내에서 감소하는 속도를 압력센서가 내장된 압력게이지(101)가 감지한다.
이때 압력감소 속도가 30mmHg/min 이하일 경우는 필터(F)가 재사용할 수 있을 정도로 양호한 상태로 판정되고 혈액로 안에 있던 물이 실린더(S)에 고여 그 용적을 표시하게 된다. 30mmHg/min이상으로 압력이 저하될 경우에는 필터의 막이 파손된 상태로서 필터를 폐기하게 된다.
상기 단계에서 다시 사용 가능하다고 판정된 필터는 도2g에 표시된 것처럼 소독액으로 투석로를 세척하고 상기 작업이 끝나면 도2h와 같이 소독액으로 필터(F)의 혈액로를 역세척 하게 되는 것이다.
다만 이때 맨 마지막 과정에서 소독액(산성수)이 챔버로 흘러 들어가지 않고 필터내에 머물러 지도록 한다.
소독액(산성수)으로 채워진 필터는 세척기로부터 분리하여 재사용하게 되는 것이다.
상기 세척기에는 다시 새로운 필터를 결합하여 상기 단계인 세척, 확인, 소독 단계를 거치도록 하여 매번 새로운 주기로 작업 모드를 반복할 수 있는 것이다.
필터 세척 이후 필터를 8시간 이상 사용하지 않을 경우에는 도3에서 보인 것처럼 세척기를 소독액(산성수)으로 채우는 보관모드를 수행하여 항시 세척기가 소독된 상태로 유지되도록 한다.
보관 모드에서 소독액의 흐름은 준비모드의 역삼투수(중성수)의 흐름과 동일하다. 보관모드가 끝나면 세척기내의 모든 이송로에는 소독액으로 채워지게 되고보관 상태에 들어가게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에서는 한 개의 필터를 세척하는 것에 대하여 설명하였으나, 여러 개의 필터를 결합하도록 구성하여 동시에 여러 개의 필터를 세척, 소독할 수 있도록 구성할 수도 있는 것으로 이러한 방법으로 세척되는 필터 세척기 역시 본 발명의 청구 범위에 포함된다 할 것이다.
본 발명은 필터를 장착하기 전에 세척기를 세척하는 준비 모드와;
재사용하고자 하는 필터를 넣고 필터를 세척 및 소독하는 작업 모드와;
그리고 필터를 탈착시킨 후 세척기 자체를 세척 및 소독하는 보관 모드를 수행할 수 있고, 실제 필터를 처리하는 작업 모드에서는 필터를 물 또는 세척액(알칼리수)으로 씻는 세척 단계, 세척된 필터에 압력 및 용적 테스트를 실시하여 재사용 여부를 판정하여 주는 확인 단계, 그리고 재사용이 가능하다고 판정된 필터를 소독해 주는 소독 단계를 거치도록 하여 필터를 깨끗하게 세척 및 소독하도록 함으로써 1회용으로 사용하던 필터를 세척하여 재사용이 가능하도록 하여 환자가 필터를 새로 구입하여 투석해야 하는 경제적 부담을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라 의학적으로 보체 활성화 반응과 같은 부작용을 없앨 수 있는 효과를 가질 수 있는 것이다. 또한 세척액이나 소독액을 따로 구비하지 않는 경우에라도 전기 이온수 발생 장치에 의해 중성수를 알칼리수와 산성수로 분리하여 알칼리수를 세척액으로, 산성수를 소독액으로 대용할 수 있게 새로 고안함으로써 간편하게 세척 및 소독 효과를 올릴수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 역삼투수(중성수) 공급관(2)과 세척액(알칼리수) 공급관(3) 그리고 소독액(산성수) 공급관(4)으로 역삼투수(중성수)나 세척액(알칼리수) 및 소독액(산성수)을 공급하도록 구성되고 각 공급관(2)(3)(4)은 이송관 (5)(5A)(6)(7)(8)(9)(10)(11)과 연결되고 상기 이송관들에는 서로 연결되는 부위에서 유체의 흐름이 중복되지 않도록 전자밸브가 (V1)(V2)(V3)(V4)(V5)(V6)(V7)(V8)(V9)(V10)(V11)(V12)가 설치되고 이송관(5)에는 진공챔버(100), 음압과 양압을 발휘하는 펌프(P), 센서가 내장된 압력게이지(101), 그리고 압력레규레이터(102)와 압력테스트호오스(H)가 각각 1개씩 설치되어 있고 이송관 (10)에는 용적을 자동 측정할 수 있는 실린더(S)가 설치되어 있어 전자 밸브의 개폐의 조합과 펌프의 작동 여부 및 방향에 의해 세척수나 소독액의 이송로를 변환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전기 이온수 발생에 의한 혈액 필터 세척기.
  2. 제1항에 있어서, 물공급구로부터 물이 전기분해장치(200)내로 유입되어, 전위원장치(201)에 의해 각기 알칼리수와 산성수로 분리되어 각각의 저장탱크(213)(211)에 보관된 후, 세척액(알칼리수)공급관(3)과 소독액(산성수)공급관(4)으로 연결되며, 물공급관(2)과 전기분해장치(200)사이, 알칼리수 저장탱크(213)와 세척액 공급관(3)사이, 산성수 저장탱크(211)와 소독액 공급관(4)사이에 전자밸브(V21)(V22)가 설치 되어 있어 세척액 대용으로 전기분해한 알칼리 이온수를, 소독액 대용으로 전기분해한 산성이온수를 사용함을 특징으로 하는 전기 이온수 발생에 의한 혈액투석필터 세척기.
  3. 필터를 장착하기 전에 역삼투수(중성수)를 사용하여 세척기를 세척하는 준비 모드와;
    재사용하고자 하는 필터를 장착하고 이를 세척하고 소독하는 작업 모드와;
    필터를 세척기로부터 탈착시킨 후 세척기 자체를 세척 및 소독하는 보관 모드로 구성되어 있으며, 필터를 세척하고 소독하는 작업모드는 다시 필터를 역삼투수(중성수)로 씻고 세척액(알칼리수)으로 씻는 세척 단계, 세척된 필터에 압력을 걸어 필터의 파손 여부를 확인하고 그 용적을 표시하여 주는 확인 단계. 그리고 재사용이 가능하다고 판단된 필터를 소독해 주는 소독 단계의 3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 이온수 발생에 의한 혈액 필터 세척방법.
  4. 삭제
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